Mess- und Prüfgeräte Bei Mess- und Prüfgeräten zählt nicht nur die Leistung

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Bei Mess- und Prüftechnik wie Oszilloskop oder Analyzer zählt neben den harten Leistungsdaten auch eine einfache und übersichtliche Bedienführung oder die Integration von zusätzlicher Software. Worauf Entwickler bei Messtechnik achten sollten.

Speicherkapazität, Messgeschwindigkeit oder Abtastrate sind Parameter für die Auslegung von Mess- und Prüfgeräten. Doch es gibt einen weiteren Parameter, der für die Anwender entscheidend ist: die Zeitauflösung. Schaut man bei der Geräteauswahl auf die in den technischen Spezifikationen angegeben Werten, so kommt es bei einigen auf die Abtast- und Bandbreite an. Doch es gibt mittlerweile viele Anwendungen, bei denen kommt es auf die Geschwindigkeit an.

Aktuell gibt es auf dem Markt 35 verschiedene Oszilloskop-Modelle, die mit einer Bandbreite von 1 GHz arbeiten. Das ist viel, findet Mike Hoffman, Product Manager bei Keysight Technologies. Allerdings erleichtern die Spezifikationen aus dem Datenblatt einen direkten Vergleich mit anderen Herstellern. Doch sind die reinen Hardware-Spezifikationen immer nur ein kleiner Teil dessen, was Mess- und Prüfgeräte leisten können.

Vielmehr kommt es darauf an, wie gut ein Messgerät Signale verarbeiten kann und damit einen Anwender bei seiner täglichen Arbeit unterstützen kann. Je schneller ein Anwender eine Messung einrichten kann, um Messdaten zu erhalten und anschließend die Ergebnisse analysieren kann, desto schneller kann er ein Problem erkennen und beheben. Für die Gerätehersteller ist es daher wichtig, benutzerfreundliche und intuitive Funktionen bereitzustellen. Nur so lassen sich Messzeiten senken.

Wenn die messtechnische Anwendung entscheidet

Der Faktor Zeit spielt für Elektronikentwickler also eine fundamentale Rolle: „Wenn sich Mess- und Prüfgeräte einfacher bedienen lassen als die eines Mitbewerbers, sparen Entwickler nicht so viel Zeit beim Erstellen einer Messaufgabe und Bedienung des Messgeräts“, fasste es Brad Odhner zusammen. Er ist Technical Marketing Manager für Tektronix und Keithley Instruments.

Dabei bestimmen einige Faktoren die Benutzerfreundlichkeit eines Mess- und Prüfgeräts. Ganz oben steht dabei die Vertrautheit mit der Hardware. Innerhalb einer Produktfamilie funktionieren die Geräte eines Herstellers meist identisch. Sei es bei der Menüsteuerung oder die Software hinter der Steuerung. Deshalb ist es nicht verwunderlich, wenn sich Elektroniklabore für den Kauf bei einem Hersteller entscheiden. Entwickler können sich schnell wieder in die Mess- und Prüfgeräte einarbeiten. Eine vertraute Hardware-Umgebung hilft bei routinierten Messungen.

Aber sich auf einen Hersteller zu beschränken birgt auch Gefahren. Denn beim Thema Preis-Leistung muss man eventuell Abstriche hinnehmen. Wechselt man trotzdem den Hersteller und setzt auf eine neue Hardware-Plattform, so sind die Entwickler in den ersten Wochen und Monaten damit beschäftigt, sich mit den neuen Funktionen und der Benutzeroberfläche vertraut zu machen.

Einige Hersteller haben auf dieses Dilemma reagiert. Denn eine einfache und übersichtliche Benutzeroberflächen ist zwar für Hersteller nicht preiswert, lohnt sich aber. Denn nur so lässt sich die Lernzeit für jede Funktion verkürzen. Ziel für Hersteller von Mess- und Prüftechnik sollte es sein, dass sich Entwickler schnell mit dem Messgerät vertraut machen und die Menü-Navigation sowie die Einrichtung der benötigten Tests sehr schnell erfassen.

Robustes Design und übersichtliche Benutzerführung

Für den Messgeräte-Hersteller ist es wichtig, die verschiedenen Benutzersegmente zu verstehen und dafür zu sorgen, dass das Produkt sich intuitiv bedienen lässt. „Der Kunde kann ein Techniker oder ein hoch-qualifizierter Entwickler oder Ingenieur sein, aber seinen Workflow und seine Anforderungen an das Produkt zu kennen, ist für uns entscheidend“, erklärt Justin Sheard, Principal Engineer für New Product Solutions bei Fluke.

Die verschiedenen messtechnischen Anwendungsfälle zu kennen ist für alle Messgerätehersteller entscheidend. Wird beispielsweise ein Oszilloskop nicht in einem Labor verwendet, sondern im Feld, dann kommt es auf das Gewicht an. Einige Labor­oszilloskope sind deshalb auf das Gewicht ausgelegt und tragbar. Ein echtes Handheld-Produkt muss jedoch auch noch andere Anforderungen erfüllen. Der Fokus bei einem tragbaren Messgerät ist ein völlig anderer als bei einem stationären Gerät. Man muss völlig andere Aspekte berücksichtigen.

Zum Beispiel kommt es bei einem stationären Produkt auf Genauigkeit und Geschwindigkeit an. Sie brauchen beispielsweise Software von Drittanbietern wie LabVIEW. „Bei Handheld-Geräten stehen Benutzerfreundlichkeit und ein robustes Design im Mittelpunkt. Der Fokus ist ein anderer, aber das Messprinzip und die Messtechnik sind gleich“, sagt Kai Scharrmann, Head of Sales bei Hioki Europe.

Bei einem Display kommt es auf die Größe an

Einige Designoptionen sind für praktisch alle Gerätetypen gleich. Ein solcher Faktor ist die Größe des verbauten Displays. Hier ist ein großes Display entscheidend, wenn man die zu analysierende Signalform ablesen möchte. Je größer das Display, umso besser lassen sich Details des Signals erkennen und Problem identifizieren. Obwohl größere Displays oft mit größeren Instrumenten verbunden sind, haben einige Oszilloskope mit großen Bildschirmen sehr kompakte Gehäuse. Darüber hinaus ermöglicht der größere Bildschirm auch Touch-Funktionen. Man kann in ein Signal direkt hinein zoomen. Zusätzlich lassen sich die Geräte auch konventionell über Bedienknöpfe steuern.

Es gibt Messgeräte, die funktionieren in Kombination mit einem PC und ergänzen sich. Neben einem integrierten Display können Entwickler die Messsignale entweder auf einen großen Bildschirm transferieren oder die Messhardware per USB mit einem Computer verbinden. Mit einem hochauflösenden 65-Zoll-Display sind einfach mehr Details im Signal zu erkennen. PC-basierte Geräte eignen sich für mobile Anwendungsfälle immer dann, wenn Entwickler neben ihrem Messgerät gleichzeitig einen Laptop verwenden.

Die Software auf einem Host-Computer ergänzt die Messungen mit Werkzeugen wie das bereits erwähnte LabVIEW vor Ort ermöglichen. Damit ist es auch viel einfacher, Daten zwischen verschiedenen Entwickler-Teams auszutauschen, die auch aus der Ferne auf die Messdaten zugreifen können. Denn ein Computer bietet zudem auch mehr Möglichkeiten, sich mit der Umgebung zu vernetzen.

Wenn das Oszilloskop mehr Funktionen bereithält

Wenn es um das Thema vernetzte Geräte geht, so muss man nicht unbedingt auf PC-basierte Messgeräte zurückgreifen. Immer mehr Handheld-Geräte verfügen über integrierte drahtlose Schnittstellen wie WLAN oder Bluetooth, um damit einen Zugriff auf Cloud-Dienste zu erhalten. Die Integration von Messfunktionen verbessert die Benutzerfreundlichkeit in einem breiten Instrumentenspektrum. Viele der derzeit erhältlichen Produkte sind mit leistungsstarken Prozessoren und Optionen für große Speicherkapazität ausgestattet und können Operationen verarbeiten, für die früher ein separater PC erforderlich war. Entwickler sollten sich allerdings immer fragen, welche Anwendungen ihr Messinstrument unterstützen sollte: Sind spezialisierte Leistungsmessungen notwendig oder will man einen seriellen Bus dekodieren.

Wenn das Gerät die notwendigen Messungen direkt unterstützt, spart man damit Zeit und die Entwicklung einer elektronischen Schaltung ist schneller. Beispielsweise kann die integrierte serielle Bus-Dekodierung schnell Protokollfehler anzeigen, was bei der Diagnose von Problemen hilft. Sehr oft beruhen solche integrierten Anwendungen auf einer vorteilhaften funktionalen Integration, wie der Kombination von Oszilloskop- und Logikanalyseoperationen.

Ein eigenständiger Logikanalysator mit entsprechenden Funktionen ist allerdings die bessere Wahl. Doch viele Oszilloskope bieten als sogenanntes Mixed-Signal-Gerät noch weitere Funktionen. Damit lässt sich beispielsweise auch ein gelegentliches Rechtecksignal erzeugen.

Es kommt auch auf die Benutzeroberfläche an

Ein weiteres Anwendungsfeld für integrierte Oszilloskop-Funktionen ist die HF- und Leistungsanalyse. „Wir haben jeden Kanal unserer Oszilloskope der Produktreihen 4, 5 und 6 um einen digitalen Abwärtswandler ergänzt. Damit lassen sich Signale sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich auf jedem Kanal des Oszilloskops betrachten. Das Oszilloskop arbeitet damit auch wie ein Spektrumanalysator. Die Konsolidierung ist sinnvoll, da Entwickler häufig eine Frequenzbereichsanomalie finden müssen, die bei einem Zeitbereichssignal auftritt“, sagt Brad Odhner von Tetronix und Keithley Instruments.

Die Messtechnik-Hersteller sollten nicht nur Leistungsparameter wie Auflösung, Speicherkapazität und Abtastrate in den Mittelpunkt stellen. Ein ebenfalls wesentlicher Punkt bei Mess- und Prüftechnik ist die Benutzeroberfläche, wie beispielsweise große Displays, Menüführung und Integration von Messfunktionen. Nur so können Entwickler schneller ihre Messaufgaben lösen.

* Cliff Ortmeyer ist Global Head of Technical Marketing bei Farnell.

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